DETERMINATION OF LEGACY AND EMERGING PERFLUOROALKYL SUBSTANCES (PFAS) IN WATER SAMPLES USING LC-MS/MS

Význam tématu

PFAS představují skupinu trvalých organických polutantů s širokým uplatněním v průmyslu i spotřebním materiálu. Jejich odolnost vůči degradaci a tendence akumulovat se v životním prostředí vedou k nutnosti spolehlivého sledování velmi nízkých koncentrací, zejména ve vodách určených k pití či odtoku z průmyslových provozů.

Cíle a přehled studie

Studie si klade za cíl rozšířit stávající metody pro detekci PFAS na spektrum 40 tradičních a 28 izotopově značených standardů včetně nově vznikajících sloučenin. Popisuje optimalizaci přípravy vzorku a analýzy pomocí LC-MS/MS tak, aby se dosáhlo pod ppt detekčních limitů a vysoké reprodukovatelnosti ve čtyřech typech environmentálních vod.

Použitá metodika

Analytická workflow zahrnuje:

• Upevnění vzorků vody (povrchová, podzemní, přítoková a odtékající voda) na SPE kartu Oasis WAX.
• Úprava pH na hodnotu pod 3, opláchnutí acetátovým pufrem a eluční kroky metanol–amoniakální roztok.
• Souběžné vysušení eluátu na objem 0,5 ml pro 250× koncentraci.
• Separation a detekce pomocí UPLC BEH C18 1,7 µm se gradientem vodní a methanolové fáze s 2 mM acetátem.
• Online kvantifikace režimem MRM na MS systému Xevo TQ-S micro.

Použitá instrumentace

• UPLC: ACQUITY I-Class Plus s PFC kit a kolona BEH C18 (2,1×100 mm, 1,7 µm), teplota kolony 35 °C.
• Autosampler: 10 °C, injekční objem 10 µl.
• Mobilní fáze: A – 95:5 voda:methanol + 2 mM NH4OAc, B – methanol + 2 mM NH4OAc.
• MS: Xevo TQ-S micro, ESI, kapilární napětí 0,5 kV, zdroj 100 °C, odplyňování 350 °C, 900 L/h, stočení plynu 100 L/h.
• Optimalizace MRM parametrů nástrojem QuanOptimize v MassLynx.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje:

• Detekční limity ve vzorku pod 0,01 ng/l u většiny PFAS, lineární oblast s R2 ≥ 0,99.
• Rekonstituce sledovaných sloučenin 75–130 % (po korekci interními standardy) a RSD < 15 % v paralelních analýzách.
• Stabilitu plošné odpovědi, retenčního času a iontového poměru s RSD < 10 % ve 20 po sobě jdoucích injekcích.
• Úspěšnou detekci širokého spektra PFAS v reálných vzorcích (povrchová, podzemní, přítoková a odtékající voda) s rozličnými koncentracemi a vzorci kontaminace.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost rutinního sledování PFAS ve vodách s požadovanou citlivostí pro regulační limity (EPA, EU).
• Široké pokrytí tradičních i emergentních sloučenin v jednom analytickém běhu.
• Robustní workflow zajišťující vysokou reprodukovatelnost a odolnost vůči matrice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších emerging PFAS struktur a izotopových interních standardů.
• Automatizace procesů SPE a online koncentrace pro vyšší laboratorní propustnost.
• Vyšší rozlišení v HRMS pro identifikaci neznámých PFAS degradantů.
• Implementace do monitorovacích sítí v reálném čase s využitím miniaturizovaných MS systémů.

Závěr

Popsaná LC-MS/MS metoda ve spojení se SPE Oasis WAX nabízí spolehlivou, citlivou a reprodukovatelnou platformu pro kvantifikaci více než 40 PFAS látek v různých vodních matricích. Je připravena pro implementaci v environmentálních i provozních laboratořích vzhledem k jednoduché přípravě vzorku a robustnímu provozu instrumentace.

Reference

• Waters Application Note 720006471EN, Waters Corporation.
• ISO 25101:2019 – Water quality – Determination of per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) – Solid phase extraction.